Ca3Co4O9基热电材料的研究进展

Ca3Co4O9是一种很有潜力的氧化物热电材料。本文从Ca3Co4O9的结构出发,讨论了利用不同工艺制备Ca3Co4O9的粉体材料、块体材料和薄膜材料的方法。并针对块体材料和薄膜材料的热电性能进行了一定的分析,提出了提高热电材料性能的途径。     

不同环境下烧结的Ca3Co4O9的热电性能

采用传统的固相反应法在不同的氧压下烧结制得Ca3Co4O9样品,并对其进行了结构和热电性能表征.经研究发现,在氧气环境下烧结样品可以抑制Ca3Co4O9在高温下分解,提高其烧结温度.在氧气环境中烧结的样品成相优于在空气中烧结的样品.一定氧压下烧结样品的电阻率比常压下烧结样品的电阻率大,但是Seebeck系数明显提高,因而改善了Ca3Co4O9的热电性能.     

Sm掺杂对Ca3Co4O9+δ基化合物高温热电性能的影响

用溶胶-凝胶法合成了Ca3-xSmxCo4O9+5(x=0,0.15,0.3和0.45)化合物粉体,并用SPS(Spark Plasma Sintering)烧结方法制备出相对密度＞95%的块体材料.研究了Sm掺杂对其高温热电性能的影响.结果表明在Ca位用Sm替代后材料的Seebeck系数和电阻率都增大,热导率降低.当Sm的掺杂量为10%(即x=0.3)时可获得最佳的热电性能,1000K时它的ZT值可达0.3.     

热电材料新进展

本文评述了热电材料研究的最新发展，指出它在制冷技术和能源工程上的广阔应用前景，系统地分析了影响品质因子提高的各种因素，指出了提高品质因子的一些可能途径。     

氧化物热电材料研究进展

介绍了氧化物热电材料的应用前景,重点讨论了以NaCo2O4为代表的氧化物热电材料的基本结构、性能特征与研究进展;评述了NaCo2O4材料Na住、Co位掺杂研究和NaCo2O4材料研究中存在的问题;并介绍了几种其它氧化物热电材料的研究情况.     

Bi2Te3基热电材料的研究现状及发展

热电材料是能将热能和电能直接相互转化的功能材料,它的出现为解决能源紧缺和环境污染提供了广阔的应用前景.从理论和实验两个方面对Bi2Te3基热电材料近年来国内外的研究现状及发展进行了简要介绍和评述,并指出了今后的发展方向.在理论上主要基于能带理论、半导体超晶格以及密度泛函理论去寻求影响该材料的相关因子,在实验上主要采用分子束外延、激光脉冲沉积、合金化和水热合成法等方法制备该热电材料.     

Ag、La双掺杂对Ca3Co4O9热电性能的影响

采用固相反应法,在常压空气中烧结制备出了(Ca1-x-yAgxLay)3Co4O9(x=0、0.1,y=0;x=0.1,y=0.02、0.04、0.06)系列块体样品;通过X射线衍射和扫描电镜对样品的物相组成和微观结构进行了表征;研究了Ag、La双掺杂对样品热电性能参数Seebeck系数、电阻率和热导率的影响。结果表明,双掺杂可以进一步提高材料热电性能,且掺杂浓度的选择对热电性能有较大的影响;在873K时,x=0.1,y=0.02样品的ZT值最大。     

热电材料的研究现状及发展

随着能源的日益紧缺以及环境污染问题的日趋严重,热电材料作为一种热能和电能相互转换的功能材料受到人们的重视.系统阐述了传统热电材料和新型热电材料的研究现状,介绍了各系列热电材料的热电性能及适用范围等,指出了其今后的发展方向.     

半导体热电材料研究进展

本文从讨论热电材料的性能出发 ,讨论了提高半导体热电性能的主要途径 ,介绍了主要的半导体热电材料特别是近年来的进展情况 ,展望了其应用前景 ,并提出了亟待解决的问题。     

非钴基氧化物热电材料研究进展

氧化物热电材料以其独特的优点倍受人们的关注。本文概述了非钴基氧化物热电材料的研究现状,分析了影响提高其热电性能的主要因素,并指出了该类氧化物的未来发展方向。     

Ca3Co4O9的电子结构、化学键及热电性能

Ca3Co4O9是一类很有希望的新型氧化物热电材料,用离散变分密度泛函方法(DFT-DVM)计算了失配层钴酸盐Ca3Co4O9的电子结构和化学键,讨论了它们与热电性能之间的关系.结果表明,Ca3Co4O9属于窄带半导体,在费米能级附近Co 3d主要对导带贡献,O 2p主要对价带贡献.Ca2CoO3层中Co-O键表现出明显的各向异性特征,在c轴方向上化学键比ab-面方向上强.Ca连接了CoO2和Ca2CoO3层的相互作用,Ca与周围O原子的弱结合有可能导致材料的低热导率.     

Microstructure and Thermoelectric Properties of Bi- and Cu-Substituted Ca3Co4O9 Oxides

Bi- and Cu-substituted Ca3Co4O9 samples were prepared by conventional solid-state reaction method and the effect of element substitution on the microstructures and thermoelectric properties was investigated. Partial substitution of Cu for Co leads to an increase in electrical conductivity and a decrease in Seebeck coefficient due to the rise of hole concentration. The microstructure of Cu-substituted sample is almost unchanged compared with undoped Ca3Co4O9. On the other hand, partial substitution of Bi for Ca gives rise to a significant increase in the grain size, and c-axis-oriented structure can be formed in Ca2.7Bi0.3Co4O9, resulting in an obvious increase in electrical conductivity. Cu and Bi co-substitution further increases the grain growth and the electrical conductivity of Ca2.7Bi0.3Co3.7Cu0.3O9. Thus, Cu and Bi co-substitution samples possess the optimal thermoelectric performance at high temperature and the highest value of power factor can reach 3.1×10-4 Wm-1·K-2 at 1000 K.     

EDTA络合溶胶-凝胶法制备Ca3Co4O9粉体

钴基氧化物Ca3Co4O9是一种新型的中高温热电材料。本文以金属醋酸盐和乙二胺四乙酸(EDTA)为原料,利用EDTA络合溶胶-凝胶法制备了Ca3Co4O9粉体,通过X射线衍射(XRD)、热重-差示扫描量热分析(TG-DSC)、傅利叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线能谱仪(EDX)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对Ca3Co4O9进行表征。实验结果表明,干凝胶在700-900℃条件下恒温煅烧2h,即可获得纯相Ca3Co4O9片状晶体,其晶粒尺寸约为1-2μm。     

Hiah temoerature thermoelectric oerformance of Ce dooed Ca3Co4o9

利用二次固相反应方法制备了Ce掺杂的Ca3Co4O9热电材料（CexCa3-xCo4O9,x=0、0.1、0.3）,并测试了样品的微观结构和高温热电性能。测试结果表明,Ce替代Ca可有效调制Ca3Co4O9的热电参数;随着温度的升高,样品的电阻率和热导率降低,See-beck系数增大。在973K的温度下,Ce0.1Ca2.9Co4O9具有最高的热电性能（ZT=0.23）。     

柠檬酸溶胶-凝胶法制备Ca3Co4O9粉体及结构表征

以柠檬酸为络合剂,采用溶胶凝胶法,制备了Ca3Co4O9 粉体,通过差热分析(TG DTA)、红外光谱(FT IR)、扫描电子显微镜(SEM)、选区电子衍射(SAD)、高分辨电子显微镜(HRTEM)、能谱(EDX)等手段对Ca3Co4O9 进行表征。实验结果表明,干凝胶的煅烧温度在750~900℃之间,时间2h,可制备纯相Ca3Co4O9 粉体。该粉体为粒径100~200nm 的片状单晶。     

Ce掺杂Ca3Co4O9的高温热电性能

利用二次固相反应方法制备了Ce掺杂的Ca3Co4O9热电材料(CexCa3-xCo4O9,x=0、0.1、0.3),并测试了样品的微观结构和高温热电性能。测试结果表明,Ce替代Ca可有效调制Ca3Co4O9的热电参数;随着温度的升高,样品的电阻率和热导率降低,See-beck系数增大。在973K的温度下,Ce0.1Ca2.9Co4O9具有最高的热电性能(ZT=0.23)。     

Co_3O_4纳米粒子的表面接枝改性研究

以含乙烯基的硅烷偶联剂(A-151)处理Co3O4纳米粒子,在Co3O4粒子表面引入乙烯基,然后以K2S2O8为引发剂,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为乳化剂,采用乳液聚合,在Co3O4粒子表面接枝甲基丙烯酸丁酯,研究了影响Co3O4纳米粒子表面接枝的有关因素,并优化工艺参数。采用红外光谱、X射线光电子能谱等手段对表面接枝进行了表征。结果表明,甲基丙烯酸丁酯已经被成功地接枝到纳米Co3O4粒子的表面。热流传感器的热流灵敏度测试结果表明,Co3O4粒子表面改性后,它与硅树脂的复合涂层提高了热流传感器的热流灵敏度,相对于未处理的Co3O4粒子涂层,传感器灵敏度从0.052 mV.cm2/W提高到了0.065 mV.cm2/W。     

Ca_3Co_4O_9热电材料研究现状及应用前景

从结构、制备和掺杂改性3个方面论述了氧化物热电材料Ca_3Co_4O_9的研究状况,并简短总结了Ca_3Co_4O_9热电材料的Ca位或Co位掺杂效果,发现Co位掺杂效果不如Ca位掺杂效果明显,指出适当掺杂的Ca_3Co_4O_9是目前最具中高温应用前景的热电材料之一。     

Co_3O_4/mpg-C_3N_4催化剂的制备及其可见光催化性能研究

采用浸渍法制备了载钴介孔石墨相氮化碳(Co3O4/mpg-C3N4)催化剂,并对其进行X射线衍射(XRD),红外光谱(FT-IR),N2吸附脱附,紫外漫反射光谱(UV-vis DRS)和光生电流的表征。结果显示,Co3O4的引入提高了mpg-C3N4的光吸收性能,利于其表面光生电子和空穴的分离。将制得的Co3O4/mpg-C3N4用于可见光催化降解水中的亚甲基蓝(MB),其催化效率远高于mpg-C3N4,且最佳的钴负载量为3%。